我國高端船舶核心裝備有了“中國心”

　　日前，記者從中車株洲電力機車研究所有限公司（以下簡稱“中車株洲所”）獲悉，國產(chǎn)首臺兆瓦級船舶直流組網(wǎng)電力推進系統(tǒng)裝置成功研制下線，這意味著我國高端船舶核心裝備有了“中國心”。

　　船舶電推系統(tǒng)有船舶的“心臟”之稱，被廣泛應用于海洋工程船、風電安裝船、公務船，豪華郵輪等高端船舶上。根據(jù)組網(wǎng)方式的不同，船舶電推系統(tǒng)可分為交流組網(wǎng)電力推進和直流組網(wǎng)電力推進兩種方式。作為新一代船舶電驅動力方式，直流并網(wǎng)技術避免了交流并網(wǎng)頻率要求，使得發(fā)電機組可以變速發(fā)電，從而具備高效、節(jié)能、減振、節(jié)約空間、多能源并網(wǎng)的優(yōu)點，成為當前船舶電力推進發(fā)展的主流趨勢。

　　然而，這項在國外已被批量裝船應用的技術，在我國尚處于研發(fā)探索階段，變流器模塊、控制模塊等推進系統(tǒng)的核心部件仍未實現(xiàn)真正自主化，這也成為制約船舶推進系統(tǒng)國產(chǎn)化的核心問題。

　　為突破國產(chǎn)化瓶頸，打通高端船舶“中國心”的最后一公里，2018年12月，中車株洲所與招商局工業(yè)集團合作，創(chuàng)新“產(chǎn)-研-檢-用”協(xié)同開發(fā)模式，由中車株洲所、招商局郵輪公司、中國船級社等多家單位的專家學者牽頭，形成了一支涵蓋船舶行業(yè)、電傳動技術、系統(tǒng)仿真、電氣設計與研究、工業(yè)設計、試驗設計與實施等領域的技術團隊，全力推進我國高端船舶核心技術平臺建造。

　　移植高鐵技術終造“中國心”

　　然而，這“一公里”走得格外艱難。

　　“由于當前通用的發(fā)電機無法滿足可控器件直接整流的要求，必須增加LCL濾波，這意味著需要占用更大的柜體空間，而這就與船舶配電艙室的空間要求完全沖突了?！表椖拷M負責人鄧建華介紹道。既要實現(xiàn)直接整流，又要保證空間緊湊，為此，專家團隊先后4次往返于南通、株洲、上海等地，經(jīng)過研究，最終形成了采用直接整流的永磁發(fā)電機方案。

　　然而，該方案一提出便引來無數(shù)爭議。由于將永磁發(fā)電機用于船舶的做法無先例可循，更無船級社檢驗標準，該如何保證永磁體不失磁？緊急情況下如何實現(xiàn)停止發(fā)電以保障安全？電壓如何調整？如何取得船級社認證？專家組從永磁基礎技術、軌道交通和風力發(fā)電應用技術等方面分析研討，逐個擊破技術難點。

　　該船舶直流組網(wǎng)電力推進系統(tǒng)創(chuàng)造性地將高鐵新技術向船舶領域移植，采用了固態(tài)斷路器、永磁發(fā)電機、動力電池、永磁電動機等一系列新技術。

　　“這既是亮點，也可能稍不留神成為卡點?！编嚱ㄈA指出，如何證實系統(tǒng)運行的可靠性？整個系統(tǒng)如果在運行過程中發(fā)生短路會出現(xiàn)什么情況？對于沒有經(jīng)過驗證的直流電網(wǎng)系統(tǒng)瞬態(tài)過程仿真，結果是否可靠？一連串的問題撲面而來。針對此，項目組最終研制出0號機，并開展了系統(tǒng)短路試驗，有力回擊了之前的各種質疑。

　　推動高端船舶技術國產(chǎn)化

　　一個個方案，一筆筆勾畫，凝結成一顆顆亮眼的星星，閃耀在我國船舶直流組網(wǎng)電力推進系統(tǒng)裝置研發(fā)的空白幕布上。

　　4月2日，這臺國產(chǎn)兆瓦級船舶直流組網(wǎng)電力推進系統(tǒng)裝置成功研制下線?！捌渥灾骺煽芈蔬_100%，空間布局優(yōu)化提升了40%以上，相較于交流電力推進系統(tǒng)，其節(jié)能效果提升了20%以上，整體技術達到國際領先水平。”談及這些，中車株洲所副總經(jīng)理陳劍表示，“該項目的成功研制，將推動船舶與海洋工程新一代電氣與動力系統(tǒng)的綜合能效提升與國產(chǎn)化革命?！?/p>

　　“作為一個在船舶行業(yè)從業(yè)30多年的工作者，我終于看到船舶核心裝備丟掉‘洋拐棍’這一天的到來！中國中車、招商局集團與中國船級社踐行央企合作戰(zhàn)略，為船舶行業(yè)發(fā)展提供了榜樣?！敝袊壣玳L沙檢驗處處長張云斌說。

　　據(jù)悉，該裝置將首次應用于“海上看深圳”觀光雙體船。下一步，中車株洲所將推出中小功率純電動直流系統(tǒng)，并依托高鐵生命周期預測技術，開展船舶電力推進系統(tǒng)智能化和遠程在線診斷等技術研發(fā)和推廣，進一步推進高端船舶技術國產(chǎn)化。（記者  陳佳邑）

　　轉自：中國自然資源報

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